JP2015183688A - ターボ機械から内側ハウジングを取り外す工具 - Google Patents

Abstract

【課題】所定の距離を置いて、ターボ機械の内側ハウジングとロータとの間の固定的な結合を可能にする、ターボ機械の内側ハウジングの下方セグメントを取り付ける工具を提供する。
【解決手段】ターボ機械（１）の内側ハウジングのセグメントを取り付ける工具であって、前記ターボ機械は、内側ハウジング（５）を少なくとも部分的に取り囲む外側ハウジング（２）と、内側ハウジング内に同心的に配置されたロータ（１０）とを有しており、該ロータにはロータ溝が設けられており、内側ハウジングは、水平の分割平面（９）において上方セグメント（６）と下方セグメント（７）とに分割されている、工具において、当該工具（１５）は、ロータ溝に挿入される第１の部分（１６）と、該第１の部分から間隔を置いて配置された第２の部分（１７）とを有しており、該第２の部分は、内側ハウジング（５）の下方セグメント（７）に結合可能である。
【選択図】図８

Description

本発明は、ターボ機械から内側ハウジングを取り外す工具に関する。本明細書の記載におけるターボ機械とは、内側ハウジングと、該内側ハウジングを少なくとも部分的に取り囲む外側ハウジングと、前記内側ハウジング内に同心的に配置されたロータとを有する機械であって、前記ロータには、ロータ溝に挿入された複数のブレードが設けられており、前記内側ハウジングは、ほぼ水平の分割平面において上方セグメントと下方セグメントとに分割されている。特にこのようなターボ機械は、軸流タービン又は軸流圧縮機である。

ターボ機械における構成要素、特にガスタービンにおけるブレードとベーンとは、極めて過酷な運転条件に耐えなければならず、従って周期的に点検、管理する必要がある。

ベーンやブレードにアクセスするための様々な方法が公知である。

例えば、第１に、外側ハウジングの上方部分を取り外し、第２に、内側ハウジングの上方部分を取り外し、最後に、内側ハウジングの底部に位置するベーンにアクセスするためにロータを取り外す。

この方法の欠点は、ロータの取り外しには極めて時間がかかり、複雑な持ち上げ設備が必要なことである。従ってこのような方法は、可能であっても避けられている。

上述した欠点を回避するために選択的に公知である方法では、第１に外側ハウジングの上方部分を取り外し、第２に内側ハウジングの上方部分を取り外し、次いで、内側ハウジングの上方部分を半リングセグメントに置き換え、次いで外側ハウジングの下方部分と内側ハウジングの下方部分との間にローラを配置する。

このようにして、内側ハウジングの下方部分をローラ上で回転させながら、機械の上側へと持って行くことができ、これにより、ロータを取り外すことなく内側ハウジングの下方部分を取り外すことができる。

この方法には、内側ハウジングと外側ハウジングの隣接部分間を損傷させる恐れがある。このような損傷は例えば、内側ハウジングと外側ハウジングの軸方向で起こり得る相対移動により生じる恐れがあり、これにより、通常は間隙により分離されている内側ハウジングと外側ハウジングの隣接面が接触するようになる。繊細な部分が損傷する危険が含まれている。

外側ハウジングと、該外側ハウジング内に位置する内側ハウジングと、該内側ハウジング内に位置するロータとを有したターボ機械から内側ハウジングを取り外す開示されていない方法によると、以下のステップを行うことにより損傷の危険は回避される。（１）外側ハウジングの上方部分を取り外す。（２）内側ハウジングの上方部分を取り外す。（３）内側ハウジングの下方部分がロータによって支持されるように、内側ハウジングの下方部分をロータに結合させる。（４）縦軸線を中心としてロータを回転させて、内側ハウジングの下方部分をアクセス可能な位置へと回転させる。（５）内側ハウジングの下方部分を取り外す。

このような方法により、例えば内側ハウジングと外側ハウジングとの間で、内側ハウジングを静止部分によって支持する必要なしに、内側ハウジングの回転が可能になる。これらの支持により、内側ハウジングが変形する恐れがあり、これによりロータと内側ハウジングとの間の相対的な距離が変化する可能性があり、ロータ又はステータ構成部分が損傷する危険を伴う。

さらに、この方法によりロータ軸線を中心とした内側ハウジングの回転が可能であるが、この回転は、支持部上で内側ハウジングが摺動することによっては行われるのではない。このことは、内側ハウジングの製造誤差により、回転中（支持体上での内側ハウジングの摺動中）にはロータと内側ハウジングとの間の距離が変化し、これは損傷の危険を伴うものなので、特に有利である。

この方法には、ロータに対して所定の距離を置いて内側ハウジングの下方セグメントを支持するのに適した工具が必要である。

本発明の課題は、所定の距離を置いて、ターボ機械の内側ハウジングとロータとの間の固定的な結合を可能にする、ターボ機械の内側ハウジングの下方セグメントを取り付ける、又は該下方セグメントを取り外す工具を提供することである。

この課題は、請求項１記載のターボ機械の内側ハウジングの下方セグメントを取り付ける、又は下方セグメントを取り外す工具により解決される。

本発明による工具は、ロータ溝に挿入することができる第１の部分と、該第１の部分から間隔を置いて配置された第２の部分とを有しており、該第２の部分は、内側ハウジングの下方セグメントに結合可能である。

好適な実施態様によれば、工具の前記第１の部分は、例えばもみの木状に設計された、ロータ溝の形状に対して相補的に設計されている。

別の実施態様によれば、工具は、前記ロータ溝のいずれかに挿入するように設計された第１の部分と、内側ハウジングの下方セグメントの一部に結合するように設計された第２の部分と、前記第１の部分を前記第２の部分に接続するプラットフォームとを有している。

好適には、第２の部分は、ほぼ長方形の結合プレートとして設計されていて、前記プラットフォームにほぼ垂直に結合されている。

工具の強度を向上させるために、プラットフォームと結合プレートとは、プラットフォームと結合プレートの両方の狭幅面に結合される補強プレートのような少なくとも１つの補強材によって支持されて良い。

内側ハウジングの下方セグメントの部分に工具を結合するために、第２の部分には、固定部材用の１つ又は複数の貫通孔が設けられており、固定部材とは例えば、下方セグメントの前記部分にねじ込まれる、少なくとも１つのねじ山付きボルトである。

前記内側ハウジングの下方セグメントの前記部分は、前記下方セグメントのアクセス可能な面であって良い。好適には、工具の第２の部分は、分割平面における表面に結合されるように設計されている。

選択的には、内側ハウジングの取り外された上方セグメントは、少なくとも１つのダミーの半リングによって置き換えられる。この場合、工具の第２の部分は、この半リングに結合されるように設計されている。このような実施態様の利点は、工具取付け用の関連構成部分へのアクセスが容易な点にある。

完全な半リングの形状のダミーに代わる別の実施態様によれば、２つのダミーのセグメントが、下方のハウジングセグメントに取り付けられる。分割平面の両端部のそれぞれに１つのダミーのセグメントが取り付けられる。この発明によれば、少なくとも２つの工具が、ロータをこれらのダミーのセグメントに結合しており、その際に下方ハウジングセグメントに結合している。

ターボ機械の内側ハウジングの下方セグメントを取り付ける又は該セグメントを取り外す本発明による工具の使用には複数の利点がある。

内側ハウジングセグメントはロータに結合されている。ロータブレード溝に取り付けることにより、工具はその位置において、特にその半径方向位置において確実に固定される。ロータと一緒に回転しているとき、繊細な部材間の規定された一定の半径方向距離が保証される。

本発明による工具の使用は、繊細なロータの付加的な加工を必要としない。

内側ハウジングの下方セグメントを外側に出すように回転させるために、外側ハウジングと内側ハウジングの間に付加的なローラを挿入する公知の方法と比較して、本発明による工具の使用は、必要な作業と時間を明らかに減じる効果がある。

本発明のさらなる特徴及び利点は、図面につき例として示した本発明による工具及びその使用の好適な実施態様の説明によりさらに明確になるが、本発明はこれに限定されるものではない。

ターボ機械から内側ハウジングの下方セグメントを取り外すステップのうち、初期ステップを概略的に示した図である。 ターボ機械から内側ハウジングの下方セグメントを取り外すステップのうち、外側ハウジングの上方セグメントを取り外すステップを概略的に示した図である。 ターボ機械から内側ハウジングの下方セグメントを取り外すステップのうち、内側ハウジングの上方セグメントを取り外すステップを概略的に示した図である。 ターボ機械から内側ハウジングの下方セグメントを取り外すステップのうち、工具が分割平面における表面で下方セグメントに接合されているステップを概略的に示した図である。 ターボ機械から内側ハウジングの下方セグメントを取り外すステップのうち、下方セグメントが上方位置へと移るステップを概略的に示した図である。 ターボ機械から内側ハウジングの下方セグメントを取り外すステップのうち、ターボ機械から内側ハウジングの下方セグメントが取り外されたステップを概略的に示した図である。 作業中の工具、例えばロータと内側ハウジングの下方セグメントとに結合された工具を示した図である。 本発明による工具のアッセンブリを示した図である。 本発明による工具の使用についての選択的実施態様を示した図である。 本発明による工具の使用についての別の選択的実施態様を示した図である。 本発明による工具の使用についての別の選択的実施態様を示した図である。 本発明による工具の使用についての別の選択的実施態様を示した図である。

ガスタービン１は、上方セグメント３と下方セグメント４とを備えた外側ハウジング２を含んでおり、さらにガスタービン１は、上方セグメント６と下方セグメント７とを備えた内側ハウジング５とを含んでいる。外側ハウジング２と内側ハウジング５の上方セグメント３，６と下方セグメント４，７とは、実質的に水平軸線を有した分割平面９で分割されている。

内側ハウジング５は、縦軸線１１を中心として回転するロータ１０を収容している。

内側ハウジング５は、ベーン１２を備えたベーン支持体である。ロータ１０は半径方向で延在するブレード１３を備えている。ブレード１３は、もみの木形状１４を有するロータ溝に、相補的にもみの木形状１４を有する脚部で位置固定されている。

ロータ１０を取り外すことなく内側ハウジング５を取り外すためには以下のステップが行われる。

外側ハウジング２の上方セグメント３が取り外され（図２）、次いで内側ハウジング５の上方セグメント６が取り外される（図３）。

その後、内側ハウジング５の下方セグメント７が、工具１５によってロータ１０へと固定的に結合される。図４には概略的に、工具１５が、分割平面９における表面で下方セグメント７に接合されていることが示されている。別の適当な取付け面は、内側ハウジング５の内側に向かって延在する突出部である。内側ハウジング５に工具１５を直接に又は間接に結合するための可能な選択的実施態様は、図９〜図１２の説明に関連して開示されている。

工具１５による、ロータ１０と下方セグメント７との間の固定的な結合が完了した後、ロータ１０は、縦軸線１１を中心として半回転だけゆっくりと回転させられる。ロータ１０によって駆動されて、下方セグメント７は上方位置へと移り（図５）、今や、点検のために、又は機械から取り外す（図６）ために、下方セグメント７に接近することができる。

工具１５をロータ１０に結合させるために、図７に概略的に示されているように、少なくとも１つのブレード１３が、ロータ溝における空いている場所を開放するためにロータ溝から除去されている。次のステップで、本発明による工具１５は、ロータ溝における開放された場所へと挿入される。このために、図８に示されているように工具１５には、ロータ溝の形状１４に相応するように設計され寸法を合わせられた第１の部分１６が設けられている。この例では、第１の部分１６は相補的なロータ溝の形状１４と同じパラメータを有したもみの木形状として設計されている。このもみの木状の脚１６によって工具１５はロータ１０内で固定される（図７参照）。再び図８を参照すると、工具１５の第２の部分１７は、内側ハウジング５の下方セグメント７に直接又は間接に結合できるように設計され、寸法を決められている。第１の部分１６と第２の部分１７とは互いにプラットフォーム２３によって結合されている。この第２の部分１７は長方形の結合プレート１８を有している。さらにこの結合プレート１８には、内側ハウジング５へと工具１５を固定的に結合するために適した固定部材が設けられている。これらの固定部材は、形状接続用又は摩擦接続用の手段であって良い。一実施態様によれば、結合プレート１８には固定部材用の貫通孔２１が設けられており、固定部材は例えば、内側ハウジング５の隣接部内にねじ込まれるねじ山付きボルトである。補強材、例えば補強プレート２２が、プラットフォーム２３及び結合プレート１８の狭幅面に接合され、これにより工具１５の機械的安定性が高められている。

図９には概略的に、内側ハウジング５の下方セグメント７を取り付ける、又は取り外すために本発明による工具を利用する方法の第１の好適な選択的実施態様が示されている。機械１から内側ハウジング５の上方セグメント６が取り外された後、上方セグメント６は、半リング１９の形のダミーによって置き換えられる。分割平面９で、ダミーの半リング１９の端部と下方セグメント７の端部とが結合される。ロータ１０の上方部分における３つの異なる周方向位置で、ロータ１０からブレード１３が除去されている。各ロータ溝の、開放された空いている場所内に工具１５の脚１６が挿入される。結合プレート１８によって工具１５は、ダミーの半リング１９に固定的に結合される。例えば３つの工具１５が、ロータ１０とダミーの半リング１９との結合のために使用される。例えば３つの工具１５は、この図に示されているように、ダミーの半リング１９のみに結合されて良い。この選択的実施態様の利点は、工具１５とダミーの半リング１９とが、容易にアクセス可能な場所に、特別に適合された接触領域２１を備えることができる点にある。例えばこれにより、容易に管理可能な目的に合った固定手段を備えたこれらの領域２１を備える選択的実施態様が提供される。工具１５をダミーの半リング１９に、それとともに下方のハウジングセグメントに結合するための１つの好適な実施態様では、ねじ山付きボルト用の貫通孔２３を備えた工具１５の結合プレート１８が設けられていて、ボルトを、ダミー１９に設けられたねじ山付き孔内にねじ込む。しかしながら上述したように、その他のあらゆる適した結合が可能である。

勿論、工具１５の一部をダミー１９に取り付け、その他の部分を直接に下方セグメント７に取り付ける選択的実施態様もある。

有利には、ダミーリング１９は、ロータ１０から複数のブレード１３を容易に除去することができ、そこで工具１５の脚１６をロータ溝に挿入することができる軸方向の高さに配置されている。

下方セグメント７をロータ１０に固定的に結合するために、通常、２つから４つの工具１５が使用される。

本発明による工具を使用する方法の別の選択的実施態様が図１０に示されている。完全な半リング１９を下方セグメント７に結合するのではなく、半リングの２つのセグメントのみが使用されている。分割平面９では、２つのダミーセグメント２０が、機械１の適当な軸方向レベルで取り付けられており、可能である場合には、下方セグメント７に存在している結合部材を用いて取り付けられている。ダミーセグメント２０は工具１５の結合プレート１８及び固定部材のための接触面を提供するように設計されている。図１０には、ロータ１０を内側セグメント７に固定的に結合するために４つの工具１５を使用する実施態様が示されている。この有利な実施態様によれば、４つの工具１５が使用されている。この場合も、ダミーセグメント２０に工具１５の一部を取り付け、残りの工具１５を直接にハウジングセグメント７に取り付けることもできる。

図１１には、必要な時間と作業が最小である本発明による工具を使用する選択的実施態様が示されている。２つの工具１５が使用されており、従って、分割平面９における下方セグメント７の各端面に１つの工具１５が取り付けられている。工具１５の結合プレート１８の設計は、分割平面９に存在しているセグメント７の結合部材に適合されている。低労力及び短時間で、工具１５の前記第１の部分１６は、即ち、通常はもみの木形状１４を有した脚は、分割平面９におけるロータ溝内の空いている場所に挿入され、工具１５の第２の部分１７は、ハウジング５の下方セグメント７にねじ山付きボルトにより結合されている。

図１２には、複数の工具１５、例えば３つの工具１５を下方セグメント７に異なる周方向位置で直接結合する実施態様が示されている。この目的のために適当なセグメント７における輪郭を使用することができる。

実際には、必要に応じて及び利用分野に応じて、使用材料と設計を選択することができる。

１ ターボ機械
２ 外側ハウジング
３ ２の上方セグメント
４ ２の下方セグメント
５ 内側ハウジング
６ ５の上方セグメント
７ ５の下方セグメント
９ 水平軸線、分割平面
１０ ロータ
１１ 縦軸線
１２ ベーン
１３ ブレード
１４ ロータ溝の形状、１６の形状
１５ 下方セグメント７を取り付ける／下方セグメントを取り外す工具
１６ １５の第１の部分（脚）
１７ １５の第２の部分
１８ 結合プレート
１９ ダミーの半リング
２０ ダミーの半リングセグメント
２１ 例えばねじ山付きボルト用の１８における貫通孔
２２ 補強材
２３ プラットフォーム

Claims (15)

1. ターボ機械（１）の内側ハウジングのセグメントを取り付ける、又は前記セグメントを取り外す工具であって、前記ターボ機械（１）は、内側ハウジング（５）を少なくとも部分的に取り囲む外側ハウジング（２）と、前記内側ハウジング（５）内に同心的に配置されたロータ（１０）とを有しており、該ロータ（１０）には複数のロータ溝が設けられており、前記内側ハウジング（５）は、ほぼ水平の分割平面（９）において上方セグメント（６）と下方セグメント（７）とに分割されている、工具において、
   当該工具（１５）は、前記ロータ溝のいずれかに挿入することができる第１の部分（１６）と、該第１の部分（１６）から間隔を置いて配置された第２の部分（１７）とを有しており、該第２の部分（１７）は、前記内側ハウジング（５）の前記下方セグメント（７）に結合可能であることを特徴とする、工具。
2. 前記第１の部分（１６）は、前記ロータ溝の輪郭（１４）に対して相補的に設計された区分を有している、請求項１記載の工具。
3. 前記第１の部分（１６）の一区分は、もみの木形状（１４）として設計されている、請求項１又は２記載の工具。
4. 前記ロータ溝のいずれかに挿入されるように設計された第１の部分（１６）と、前記内側ハウジング（５）の前記下方セグメント（７）の一部に結合されるように設計された第２の部分（１７）と、前記第１の部分（１６）を前記第２の部分（１７）に接続するプラットフォーム（２３）とを有している、請求項１記載の工具。
5. 前記第２の部分（１７）は、ほぼ長方形の結合プレート（１８）を有している、請求項４記載の工具。
6. 前記結合プレート（１８）は、前記プラットフォーム（２３）にほぼ垂直に結合されている、請求項５記載の工具。
7. 前記プラットフォーム（２３）と前記結合プレート（１８）とは同じ幅を有している、請求項５又は６記載の工具。
8. 前記プラットフォーム（２３）と前記結合プレート（１８）とは少なくとも１つの補強材（２２）によって支持されている、請求項４から６までのいずれか１項記載の工具。
9. 前記少なくとも１つの補強材（２２）は補強プレートである、請求項６記載の工具。
10. 前記補強プレート（２２）は、前記プラットフォーム（２３）と前記結合プレート（１８）の狭幅面に結合されている、請求項６又は７記載の工具。
11. 当該工具（１５）の前記第２の部分（１７）には、固定部材用の１つ又は複数の貫通孔（２１）が設けられている、請求項１から１０までのいずれか１項記載の工具。
12. 前記固定部材はねじ山付きボルトである、請求項１１記載の工具。
13. 前記第２の部分（１７）は、前記内側ハウジング（５）の前記下方セグメント（７）の一部に結合されるように設計されている、請求項１記載の工具。
14. 前記第２の部分（１７）は、前記内側ハウジング（５）の前記下方セグメント（７）に取り付けられたダミーの半リング（１９）に結合されるように設計されている、請求項１記載の工具。
15. 前記第２の部分（１７）は、前記下方セグメント（７）に取り付けられたダミーのセグメント（２０）に結合されるように設計されている、請求項１記載の工具。

Images